鏜套座的工藝規(guī)程及鉆4-M10孔夾具設(shè)計

設(shè)計說明書題目：鏜套座的工藝規(guī)程及鉆 4-M10 的工裝夾具設(shè)計學 生：學 號：10專 業(yè)：機械制造及自動化班 級：機械 09-3 班 指導(dǎo)老師：摘 要本次設(shè)計內(nèi)容涉及了機械制造工藝及機床夾具設(shè)計、金屬切削機床、公差配合與測量等多方面的知識。鏜套座加工工藝規(guī)程及其鉆 4-M10 孔的夾具設(shè)計是包括零件加工的工藝設(shè)計、工序設(shè)計以及專用夾具的設(shè)計三部分。在工藝設(shè)計中要首先對零件進行分析，了解零件的工藝再設(shè)計出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準，設(shè)計出零件的工藝路線；接著對零件各個工步的工序進行尺寸計算，關(guān)鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量；然后進行專用夾具的設(shè)計，選擇設(shè)計出夾具的各個組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導(dǎo)元件、夾具體與機床的連接部件以及其它部件；計算出夾具定位時產(chǎn)生的定位誤差，分析夾具結(jié)構(gòu)的合理性與不足之處，并在以后設(shè)計中注意改進。關(guān)鍵詞：工藝、工序、切削用量、夾緊、定位、誤差。ABSTRCTThis design content has involved the machine manufacture craft and the engine bed jig design, the metal-cutting machine tool, the common difference coordination and the survey and so on the various knowledge.The reduction gear box body components technological process and its the processing hole jig design is includes the components processing the technological design, the working procedure design as well as the unit clamp design three parts. Must first carry on the analysis in the technological design to the components, understood the components the craft redesigns the semi finished materials the structure, and chooses the good components the processing datum, designs the components the craft route; After that is carrying on the size computation to a components each labor step of working procedure, the key is decides each working procedure the craft equipment and the cutting specifications; Then carries on the unit clamp the design, the choice designs the jig each composition part, like locates the part, clamps the part, guides the part, to clamp concrete and the engine bed connection part as well as other parts; Position error which calculates the jig locates when produces, analyzes the jig structure the rationality and the deficiency, and will design in later pays attention to the improvement.Keywords: The craft, the working procedure, the cutting specifications, clamp, the localization, the error目 錄序言1一. 零件分析 21.1 零件作用 21.2 零件的工藝分析 2二. 工藝規(guī)程設(shè)計22.1 確定毛坯的制造形式 22.2 基面的選擇傳 32.3 制定工藝路線 42.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 52.5 確定切削用量及基本工時 6三 夾具設(shè)計 113.1 問題的提出113.2 定位基準的選擇123.3 切削力及夾緊力計算143.4 定位誤差分析163.5 鉆套的設(shè)計173.6 夾具設(shè)計操作及簡要說明19總 結(jié)20致 謝22參考文獻 23第 1 頁 共 23頁序 言機械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成機械裝備的行業(yè)。機械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)提供裝備，社會上有著各種各樣的機械或機械制造業(yè)的產(chǎn)品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國民經(jīng)濟發(fā)展的重要行業(yè)，是一個國家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎(chǔ)及有力支柱。從某中意義上講，機械制造水平的高低是衡量一個國家國民經(jīng)濟綜合實力和科學技術(shù)水平的重要指標。鏜套座加工工藝規(guī)程及其鉆 4-M10 孔的夾具設(shè)計是在學完了機械制圖、機械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機械設(shè)計、機械工程材料等進行課程設(shè)計之后的下一個教學環(huán)節(jié)。正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，并設(shè)計出專用夾具，保證零件的加工質(zhì)量。本次設(shè)計也要培養(yǎng)自己的自學與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設(shè)計中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設(shè)計。本次設(shè)計水平有限，其中難免有缺點錯誤，敬請老師們批評指正。第 2 頁 共 23頁一、 零件的分析1.1 零件的作用鏜套座主要起支撐作用。1.2 零件的工藝分析從鏜套座零件圖上可以看出，它有兩組加工表面，這兩組加工面之間也有一定的位置要求，現(xiàn)將這兩組加工面分述如下： 1. 以下端面為基準的加工面 這一組加工面包括：臺階面，銑100孔兩端面及其各螺紋孔。 2. 以Ø100為定位中心的加工面第 3 頁 共 23頁這一組加工面包括4-M18螺紋孔，4-M10螺紋孔。二. 工藝規(guī)程設(shè)計 2.1 確定毛坯的制造形式零件材料為 HT200，零件在工作過程中經(jīng)常受到?jīng)_擊性載荷，采用這種材料零件的強度也能保證。由于零件成批生產(chǎn)，而且零件的輪廓尺寸不大，選用砂型鑄造，采用機械翻砂造型，鑄造精度為 2 級，能保證鑄件的尺寸要求，這從提高生產(chǎn)率和保證加工精度上考慮也是應(yīng)該的。零件材料為 HT200，硬度選用260HBS，毛坯重約1Kg。生產(chǎn)類型為成批生產(chǎn)，采用砂型鑄造，機械翻砂造型，2級精度組。根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的加工余量，對毛坯初步設(shè)計如下： 1.100mm的孔 查機械設(shè)計與工序分析表2-12，取Z=2.0mm2. 平面余量查機械設(shè)計與工序分析表3-3，得下端面，臺階面及左右端面等，取Z=2.0mm2.2 基面的選擇基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一，基面選擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，不但使加工工藝過程中的問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法進行。 粗基準的選擇：對于零件的加工而言，粗基準的選擇對后面的精加工至關(guān)重要。依照粗基準的選擇原則（即當零件有不加工表面時，應(yīng)該以這些不加工表面作為粗基準，若零件有若干個不第 4 頁 共 23頁加工表面時，則應(yīng)以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面做為粗基準）來選取。選擇Ø100孔及其端面為粗基準，對于精基準而言，主要應(yīng)該考慮基準重合的問題，當設(shè)計基準與工序基準不重合時，應(yīng)該進行尺寸換算，這在以后還要專門計算，此處不再重復(fù)。 2.3 制定工藝路線制訂工藝路線的出發(fā)點，應(yīng)當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為成批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能型機床配以專用夾具，并盡量使工序集中在提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量降下來。 方案一1 鑄造 鑄造2時效處理時效處理3 銑 銑下端面4 銑 銑高 30mm 臺階面5 銑 鉆 2-8 孔6 銑 銑 100 孔兩端面7 車 粗精鏜 100 孔8 銑 鉆 4-M18 孔9 鉆 鉆 100 圓周上的 4-M10 孔10 鏜 鉆中心 M10 孔11 磨 磨 100 孔12 檢驗 檢驗，入庫第 5 頁 共 23頁方案二1 鑄造 鑄造2時效處理時效處理3 銑 銑下端面4 銑 銑高 30mm 臺階面5 銑 鉆 2-8 孔6 銑 銑 100 孔兩端面7 車 粗精鏜 100 孔8 銑 鉆 4-M18 孔9 鉆 鉆 100 圓周上的 4-M10 孔10 鏜 鉆中心 M10 孔11 檢驗 檢驗，入庫方案一和方案二的區(qū)別為，方案二是沒有磨 100 孔的工序，而方案一有磨 100 孔的工序，因為 100 孔的粗糙度是 0.8，只有經(jīng)過粗加工，精加工，磨加工才能達到粗糙度要求，這樣才能提高孔的加工精度要求，綜合考慮我們采用方案一第 6 頁 共 23頁具體的加工路線如下1 鑄造 鑄造2時效處理時效處理3 銑 銑下端面4 銑 銑高 30mm 臺階面5 銑 鉆 2-8 孔6 銑 銑 100 孔兩端面7 車 粗精鏜 100 孔8 銑 鉆 4-M18 孔9 鉆 鉆 100 圓周上的 4-M10 孔10 鏜 鉆中心 M10 孔11 磨 磨 100 孔12 檢驗 檢驗，入庫2.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的加工余量和工步如下： 1.下端面下端面作為定位基準，單邊余量Z-2.0mm2. Ø100的孔鑄造出96mm的孔鏜孔96mm至100mm第 7 頁 共 23頁單邊余量Z=2.0mm3. 各個螺紋孔不留余量即可。2.5 確定切削用量及基本工時工序 1：鑄造工序 2：時效處理工序 3：銑下端面1. 選擇刀具刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金套式端銑刀，刀片采用 YG8,， ， ， 。map0.2012d50/minv4z2. 決定銑削用量1）決定銑削深度因為加工余量不大，故可在一次走刀內(nèi)銑完，則 map0.22）決定每次進給量及切削速度根據(jù) X51 型銑床說明書，其功率為為 7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出 ，則齒/2.0mfz10563in1svnrd按機床標準選取 700wn/270.4i10wvm當 700r/min 時n.2056/mzwf r第 8 頁 共 23頁按機床標準選取 560/mfr3）計算工時切削工時： ， ， ，則機動工時37ll21ml32為 120.678in7.mwltnfx工序 4：銑高 30mm 臺階面1. 選擇刀具刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金套式端銑刀，刀片采用 YG8,， ， ， 。map0.203d102/minv4z2. 決定銑削用量3.決定銑削深度因為加工余量不大，故可在一次走刀內(nèi)銑完，則 map0.24.決定每次進給量及切削速度根據(jù) X51 型銑床說明書，其功率為為 7kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出 ，則0.4/zf齒1012min3svnrd按機床標準選取 1000wn/094.2i10wv當 1000r/min 時n.106/mzwf mr第 9 頁 共 23頁按機床標準選取 160/mfr4）計算工時切削工時： ， ，則機動工時為l1l321203in.imwltnf工序 5：鉆 2-8 孔確定進給量 ：根據(jù)參考文獻表 2-7，當鋼的f， 時， 。由MPab8008dmrmf/47.039.于本零件在加工 8 孔時屬于低剛度零件，故進給量應(yīng)乘以系數(shù) 0.75，則 rf /35.029.75.04.39.0根據(jù) Z525 機床說明書，現(xiàn)取 rmf/.切削速度：根據(jù)參考文獻表 2-13 及表 2-14，查得切削速度 所以min/18v01876/inswvrd根據(jù)機床說明書，取 5/inr故實際切削速度為 8701.4/min10wdv切削工時： ， ， ，則機ml6l51l32動工時為第 10 頁 共 23頁126053.416min7.mwltnf工序 X：鉆 4-M10 螺紋底孔，攻絲 M10工步一：鉆 4-M10 螺紋底孔機床：Z525 立式鉆床 刀具：根據(jù)機械加工工藝手冊表 10-61 選取高速鋼麻花鉆 8.8mm1)進給量 取 f=0.13mm/r2)切削速度 V=2434m/min. 取 V=20m/min3)確定機床主軸轉(zhuǎn)速 ns= = 724r/minWd10cv208.與 724r/min 相近的機床轉(zhuǎn)速為 750r/min?，F(xiàn)選取=750r/min。wn所以實際切削速度 = =cv10sdn8.7502./min5) 切削工時，按工藝手冊表 6.2-1。t = ;其中 l=454mm; =5 mm; mfnlw211lt = = =0.067(min)mfnlw210.3754工步二：攻絲 M10mv/1in27rns第 11 頁 共 23頁按機床選取 ，則20/minwnr14/vrm機動時 ， ， l6l5攻 M6 孔 in.1095)2()(1nfltm三、 夾具設(shè)計為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具。由指導(dǎo)老師的分配第 9 道工序的鉆 4-M10 螺紋孔的鉆床夾具。3.1 問題的提出 本夾具主要用于鉆 4-M10 螺紋孔，精度要求不高，和其他面沒有任何為主度要求，為此，只考慮如何提高生產(chǎn)效率上，精度則不予考慮.3.2 定位基準的選擇工件裝夾在機床上必須使工件相對于刀具和機床處于正確的加工位置，它包括工件在夾具的定位、夾具在機床上的安裝以及夾具相對于刀具和整個工藝系統(tǒng)的調(diào)整等工作過程。在使用夾具的情況下，就要使機床、刀具、夾具和工件之間保持正確的加工位置。顯然，工件的定位是其中極為重要的一個環(huán)節(jié)。1. 六點定位原則第 12 頁 共 23頁定位，就是限制自由度。通常是用一個支承點限制工件的一個自由度，用合理設(shè)置的六個支承點，限制工件的六個自由度，使工件在夾具中的位置完全確定，這就是工件定位的“六點定位原則” 。2. 工件定位中可能出現(xiàn)的幾種情況（1）完全定位六個支承點限制了工件的全部自由度，稱為完全定位。（2）不完全定位根據(jù)工件的加工要求，并不需要限制工件的全部自由度，這樣的定位，稱為不完全定位。（3）欠定位根據(jù)工件的加工要求，應(yīng)該限制的自由度沒有被限制的定位，稱為欠定位。器定位無法保證加工要求，所以是決不允許的。（4）過定位夾具上的兩個或兩個以上的定位元件，重復(fù)限制工件的同一個或幾個自由度的現(xiàn)象，稱為過定位。過定位中常會出現(xiàn)干涉現(xiàn)象。消除或減小過定位所引起的干涉，一般有兩種方法：一種是提高定位基準之間以及定位元件工作表面之間的位置精度。一種是改變定位元件的結(jié)構(gòu)，使定位元件在重復(fù)限制自由度的部分不起定位作用。定位方式和定位元件的選擇包括選擇定位元件的結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸及布置形式等，他們主要取決于工件的加工要求、工件定位基準和外力的作用等因素。1. 工件及平面定位（1）主要支承 主要支承用來限制工件的自由度，起定位第 13 頁 共 23頁作用1）固定支承2）可調(diào)支承3）自位支承（2）輔助支承 提高工件的安裝剛性和穩(wěn)定性1）螺旋式輔助支承2）自位式輔助支承3）推引式輔助支承4）液壓鎖緊的輔助支承2. 工件以圓柱空定位（1）圓柱銷（2）圓錐銷（3）圓柱心軸3. 工件以外圓柱面定位（1）在 V 形塊中定位（2）在圓孔中定位（3）在半圓孔和圓錐孔中定位本道工序加工 4-M10，精度不高，因此我們采用 100 的孔及其端面做為定位基準，限制 5 個自由度，因為為圓周均布，所以另外一個自由度在下端面用擋銷限制，因為孔徑自身較小，切削力較小，因此不再采用其他的輔助定位，螺母的壓緊力即可以滿足要求。定位方案如下：第 14 頁 共 23頁3.3 切削力和夾緊力的計算由于本道工序主要完成工藝孔的鉆孔加工，鉆削力。由切削手冊得：鉆削力 式（5-2）6.08.2HBDfF鉆削力矩 式（5-3）6.0.9.1TD=10mm maxaxmin187149733HBB代入公式（5-2）和（5-3）得10.2frF=26x10x =9746.08.74T=10x N.mm190x23本道工序加工的 4-M10 螺紋孔，孔徑較小，切削力不大，且夾緊力的大小可以通過壓緊螺母的松緊來調(diào)整，因此對壓緊力的大小不予計算，方知滿足要求第 15 頁 共 23頁3.4 定位誤差分析本工序選用的工件以圓孔在套筒上定位，套筒為水平放置，由于定位副間存在徑向間隙，因此必將引起徑向基準位移誤差。在重力作用下定位副只存在單邊間隙，即工件始終以孔壁與套筒22 外圓面接觸，故此時的徑向基準位移誤差僅存在 Z 軸方向，且向下。 0.12.30.2.67DYzTd式中 定位副間的最小配合間隙（mm） ；工件圓孔直徑公差（mm） ； D套筒外圓直徑公差（mm） 。Td3.5 鉆套設(shè)計4-M10 螺紋孔的加工需鉆，在此之后要攻絲 M10，因為鉆后還要攻絲，為了我們鉆后能及時攻絲，故選用快換鉆套（其結(jié)構(gòu)如下圖所示）以減少更換鉆套的輔助時間。根據(jù)工藝要求：。即先用麻花鉆 4-M10 螺紋底孔，然后再攻絲 4-M10 螺紋，根據(jù)GB114184 的規(guī)定鉆頭上偏差為零，故鉆套孔徑為 8.8，鉆頭直徑為 9，查機床夾具標準件可知，快換鉆套 結(jié)構(gòu)如下第 16 頁 共 23頁圖 5.3 快換鉆套圖因為我們的快換鉆套和夾具體是間隙配合，快換鉆套本身靠壓緊螺釘把快換鉆套壓在鉆模板上，防止我們鉆孔的時間，快換鉆套旋轉(zhuǎn)。從上圖快換鉆套的尺寸上我們可以看出，標準 的和8.8 孔相配的快換鉆套螺釘?shù)某叽鐬?M5，查機床夾具標準件可知 M5 的快換鉆套壓緊螺釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)如下第 17 頁 共 23頁具體的尺寸如下第 18 頁 共 23頁3.6 夾具設(shè)計及操作的簡要說明使用定位套定位，采用開口壓板快速夾緊，即可指定可靠的卡緊力，使用蓋板式鉆模板，同時我們采用快換鉆套，當導(dǎo)向的鉆套磨損后，我們松開螺釘可以快速地換下鉆套。保證導(dǎo)向的精度，這樣就大大的提高了生產(chǎn)效率，適合于大批量生產(chǎn)裝配圖附圖：夾具體附圖：第 19 頁 共 23頁第 20 頁 共 23頁總 結(jié)設(shè)計是大學學習中最重要的一門科目，它要求我們把大學里學到的所有知識系統(tǒng)的組織起來，進行理論聯(lián)系實際的總體考慮，需把金屬切削原理及刀具、機床概論、公差與配合、機械加工質(zhì)量、機床夾具設(shè)計、機械制造工藝學等專業(yè)知識有機的結(jié)合起來。同時也培養(yǎng)了自己的自學與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設(shè)計中既了解了基本概念、基本理論，又注意了生產(chǎn)實踐的需要，將各種理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合，來完成本次設(shè)計。設(shè)計是培養(yǎng)學生綜合運用所學知識,發(fā)現(xiàn), 提出,分析和解決實際問題,鍛煉實踐能力的重要環(huán)節(jié), 更是在學完大學所學的所有專業(yè)課及生產(chǎn)實習的一次理論與實踐相結(jié)合的綜合訓(xùn)練。這次設(shè)計雖然只有三個月時間，但在這三個月時間中使我對這次課程設(shè)計有了很深的體會。 這次畢業(yè)設(shè)計使我以前所掌握的關(guān)于零件加工方面有了更加系統(tǒng)化和深入合理化的掌握。比如參數(shù)的確定、計算、材料的選取、加工方式的選取、刀具選擇、量具選擇等； 也培養(yǎng)了自己綜合運用設(shè)計與工藝等方面的知識； 以及自己獨立思考能力和創(chuàng)新能力得到更進一步的鍛煉與提高；再次體會到理論與實踐相結(jié)合時，理論與實踐也存在差異?；仡櫰鸫舜卧O(shè)計，至今我仍感慨頗多，的確，從選題到完成定稿，從理論到實踐，在整整一學期的日子里，可以說學到了很多很多的的東西，同時鞏固了以前所學過的知識，而且學到了很多在書本上所沒有學到過的知識。通過這次畢業(yè)設(shè)計使我懂得了第 21 頁 共 23頁理論與實際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正的實用，在生產(chǎn)過程中得到應(yīng)用。在設(shè)計的過程中遇到了許多問題，當然也發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所學過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，通過這次畢業(yè)設(shè)計，讓自己把以前所學過的知識重新復(fù)習了一遍。這次設(shè)計雖然順利完成了，也解決了許多問題，也碰到了許多問題，老師的辛勤指導(dǎo)下，都迎刃而解。同時，在老師的身上我也學得到很多額外的知識，在此我表示深深的感謝！同時，對給過我?guī)椭乃型瑢W和各位教研室指導(dǎo)老師再次表示忠心的感謝！第 22 頁 共 23頁致 謝這次設(shè)計使我收益不小，為我今后的學習和工作打下了堅實和良好的基礎(chǔ)。但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊時，數(shù)據(jù)存在大量的重復(fù)和重疊，由于經(jīng)驗不足，在選取數(shù)據(jù)上存在一些問題，不過我的指導(dǎo)老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見，在我遇到難題時給我指明了方向，最終我很順利的完成了畢業(yè)設(shè)計。這次設(shè)計成績的取得，與指導(dǎo)老師的細心指導(dǎo)是分不開的。在此，我衷心感謝我的指導(dǎo)老師，特別是每次都放下她的休息時間，耐心地幫助我解決技術(shù)上的一些難題，她嚴肅的科學態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W精神，精益求精的工作作風，深深地感染和激勵著我。從課題的選擇到項目的最終完成，她都始終給予我細心的指導(dǎo)和不懈的支持。多少個日日夜夜，她不僅在學業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關(guān)懷，除了敬佩指導(dǎo)老師的專業(yè)水平外，她的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的榜樣，并將積極影響我今后的學習和工作。在此謹向指導(dǎo)老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。第 23 頁 共 23頁參 考 文 獻1. 切削用量簡明手冊,艾興、肖詩綱主編,機械工業(yè)出版社出版，1994 年2.機械制造工藝設(shè)計簡明手冊，李益民主編，機械工業(yè)出版社出版，1994 年3.機床夾具設(shè)計，哈爾濱工業(yè)大學、上海工業(yè)大學主編，上?？茖W技術(shù)出版社出版，1983 年4.機床夾具設(shè)計手冊，東北重型機械學院、洛陽工學院、一汽制造廠職工大學編，上?？茖W技術(shù)出版社出版，1990 年5.金屬機械加工工藝人員手冊，上?？茖W技術(shù)出版社，1981 年10 月6.機械制造工藝學，郭宗連、秦寶榮主編，中國建材工業(yè)出版社出版，1997 年